TW201741777A

TW201741777A - 量測結構的方法、檢測裝置、微影系統及器件製造方法

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Publication number: TW201741777A
Application number: TW106105723A
Authority: TW
Inventors: 派翠克華那爾; 賽門飛利浦史賓斯海斯汀思; 科思塔愛莎法歐艾柏特達; 拉卡茲傑西馬屈特
Original assignee: Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2017-12-01
Also published as: CN108700829B; US20200064744A1; CN108700829A; KR102188711B1; IL260940B; US20170248852A1; US10466594B2; KR20180115742A; JP2019509629A; WO2017144270A1; JP6703612B2; TWI706228B; US11022892B2; TWI649636B; TW201921165A

Abstract

一種檢測裝置(140)，其量測一基板上之藉由一微影程序形成的目標結構(T)之不對稱性或其他屬性。針對照明條件之一給定集合，該量測之準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化強烈影響。該裝置經配置以在該等照明條件之兩個或多於兩個變體(p1-、p1、p1+；λ1-、λ1、λ1+)下收集由複數個結構散射之輻射。一處理系統(PU)經配置以針對該等結構中之不同結構使用在該等變體之一不同選擇或組合下收集的輻射來導出該屬性之該量測。該等變體可例如在波長方面，或在角度分佈方面，或在該等照明條件之任何特性方面。參考在該等不同變體中所觀測之一信號品質(302、Q、A)來進行變體之選擇及/或組合。

Description

量測結構的方法、檢測裝置、微影系統及器件製造方法

本發明係關於用於可用於(例如)藉由微影技術進行器件製造之度量衡之方法及裝置，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。

微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱為光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。在微影程序中，需要頻繁地對所產生之結構進行量測，例如，用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用之各種形式之散射計。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性-例如，依據波長而變化的在單一反射角下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據反射角而變化的偏振-以獲得可供判定目標之所關注屬性之繞射「光譜」。已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述之類型之角度解析散射計。由此等散射計使用之目標為相對大的光柵(例如，40微米乘40微米)，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。除了藉由重新建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此裝置來量測以繞射為基礎之疊對，如已公佈專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像進行的以繞射為基礎之疊對度量衡使得能夠對較小目標之疊對及其他參數進行量測。此等目標可小於照明光點且可由基板上之產品結構環繞。來自環境產品結構之強度可藉由影像平面中之暗場偵測與來自疊對目標之強度有效地分離。可在專利申請案US20100328655A1及US2011069292A1中找到暗場成像度量衡之實例，該等專利申請案之文件之全文據此係以引用方式併入。已公佈專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20120242970A1、US20130258310A、US20130271740A及WO2013178422A1中已描述該技術之進一步開發。通常，在此等方法中，需要量測作為該目標之屬性的不對稱性。目標可經設計成使得不對稱性之量測可用以獲得諸如疊對、焦點或劑量之各種效能參數之量測。藉由使用散射計偵測繞射光譜之相對部分之間的強度差來量測目標之不對稱性。舉例而言，可比較+1繞射階與-1繞射階之強度以獲得不對稱性之量度。在此等已知技術中，使用適當照明模式及影像偵測模式以自目標內之週期性結構(光柵)獲得+1及-1繞射階。比較此等相對繞射階之強度會提供結構之不對稱性之量測。在許多狀況下，所獲得之不對稱性信號係取決於關於程序變數之未知範圍，而不僅是所關注效能參數。為了改良所關注參數之量測準確度，可(例如)依據照明輻射之光譜及角度分佈界定極特定照明條件。對於高三維結構，可需要極窄光譜波峰及極特定照明剖面以獲得具有良好品質之不對稱性信號。令人遺憾的是，據發現橫越基板及基板之間的程序變化可意謂對於基板之一個部分最佳的照明條件在某其他部分處為次佳的且甚至為無用的。在不進行額外量測的情況下，將難以預先知曉如何變化用於每一晶圓之每一部分之照明條件。

本發明旨在在在存在橫越基板及/或基板之間的程序變化的情況下改良量測之準確度。在一第一態樣中，本發明提供一種量測一或多個基板上之藉由一微影程序而形成的複數個結構之一屬性之方法，其中每一結構之該屬性之一量測係至少部分地自在照明條件之一給定集合下在由該結構散射之後所收集的輻射導出，其中針對照明條件之一給定集合，針對該等結構中之不同結構之該量測的準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化影響，且其中使用在該等照明條件之兩個或多於兩個變體下所收集之輻射來執行該方法，且針對該等結構中之不同結構，使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集的輻射來導出該屬性之該量測。照明條件之該等變體可在波長(例如，照明之角度分佈)、焦點、偏振或該等照明條件之任何其他特性方面變化。在一些實施例中，針對該等結構之至少一子集，使用該等照明條件之變體之一共同集合而自每一結構收集輻射，且用於導出該量測之變體之該選擇或組合係在收集該輻射之後予以執行。針對該等結構之該子集的變體之該選擇或組合可(例如)基於在該等照明條件之不同變體下自該結構收集的該輻射中之所觀測之一信號品質。在(例如)不對稱性量測之狀況下，不對稱性信號之一振幅易於自結構之一群組予以判定。該方法可進一步包含基於藉由針對複數個週期性結構之該方法所判定之不對稱性來計算該微影程序之效能參數。舉例而言，該效能參數可為疊對、焦點或劑量。本發明進一步提供一種用於量測一或多個基板上之藉由一微影程序而形成的複數個結構之一屬性之檢測裝置，該裝置包含一照明光學系統、一收集光學系統及一處理系統，該處理系統經配置以至少部分地自由該收集光學系統在由該照明光學系統建立之照明條件之一或多個集合下在由該結構散射之後所收集的輻射導出，其中針對照明條件之一給定集合，針對該等結構中之不同結構之該量測的準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化影響，其中該照明系統及該收集系統經配置以在該等照明條件之兩個或多於兩個變體下收集由複數個結構散射之輻射，且其中該處理系統經配置以針對該等結構中之不同結構使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集的輻射來導出該屬性之該量測。本發明進一步提供一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一可程式化處理器件實施如上文所闡述之根據本發明之一方法。該等機器可讀指令可(例如)體現於一非暫時性儲存媒體中。本發明進一步提供一種微影系統，其包括一微影裝置及如上文所闡述的根據本發明之一檢測裝置。本發明進一步提供一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案序列施加至一系列基板，該方法包括使用一如技術方案1至17中任一項之方法來量測作為該器件圖案之部分或除了該器件圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的一或多個結構處之一或多個屬性，及根據該量測之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。

在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。圖1在100處將微影裝置LA展示為實施高容量微影製造程序之工業設施之部件。在本實例中，製造程序經調適用於在基板(諸如，半導體晶圓)上之半導體產品(積體電路)之製造。熟習此項技術者將瞭解，可藉由以此程序之變體處理不同類型之基板來製造廣泛多種產品。半導體產品之生產純粹用作現今具有大商業意義之實例。在微影裝置(或簡言之，「微影工具」100)內，在102處展示量測站MEA且在104處展示曝光站EXP。在106處展示控制單元LACU。在此實例中，每一基板訪問量測站及曝光站以具有經施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統用以使用經調節輻射及投影系統將產品圖案自圖案化器件MA轉印至基板上。此轉印藉由在輻射敏感抗蝕劑材料層中形成圖案之影像而完成。本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。圖案化MA器件可為將圖案賦予至由圖案化器件透射或反射之輻射光束的光罩或倍縮光罩。熟知操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式與用於基板及圖案化器件之支撐及定位系統合作，以橫越基板將所要圖案施加至許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來替代具有固定圖案之倍縮光罩。輻射(例如)可包括深紫外線(DUV)或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於其他類型之微影程序，例如，壓印微影及直寫微影(例如，藉由電子束)。微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之移動及量測，從而致使裝置LA收納基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，該等子單元各自處置裝置內之子系統或組件的即時資料獲取、處理及控制。在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於在產生標記時之不準確度且亦歸因於基板貫穿其處理而發生之變形，標記偏離理想柵格。因此，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記的位置(在裝置將以極高準確度在正確部位處印刷產品特徵的情況下)。裝置可為具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，該等基板台各自具有由控制單元LACU控制之定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出率的相當大增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。微影裝置LA (例如)屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa及WTb以及兩個站(曝光站及量測站)，在該兩個站之間可交換基板台。在生產設施內，裝置100形成「微影製造單元(litho cell)」或「微影叢集(litho cluster)」之部分，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置108以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供裝置100圖案化。在裝置100之輸出側處，提供烘烤裝置110及顯影裝置112以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一件裝置轉移至下一裝置。常常被集體地稱作「塗佈顯影系統(track)」之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影裝置控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。監督控制系統SCS接收配方資訊R，配方資訊R極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。一旦已在微影製造單元中施加及顯影圖案，就將經圖案化基板120轉移至諸如在122、124、126處所說明之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步驟係藉由典型製造設施中之各種裝置來實施。出於實例起見，此實施例中之裝置122為蝕刻站，且裝置124執行蝕刻後退火步驟。在另外裝置126等等中應用另外物理及/或化學處理步驟。可需要眾多類型之操作以製造真實器件，諸如，材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等等)、化學機械拋光(CMP)，等等。實務上，裝置126可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板130可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或完全地在另一裝置中被處理之基板。相似地，取決於所需處理，基板132在離開裝置126時可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經預定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以用於切塊及封裝之成品。產品結構之每一層需要不同程序步驟集合，且在每一層處所使用之裝置126可在類型方面完全不同。另外，即使在待由裝置126應用之處理步驟在大型設施中標稱地相同的情況下，亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟126之若干假設相同的機器。此等機器之間的設置之小差或缺陷可意謂其以不同方式影響不同基板。即使對於每一層相對而言為共同的步驟，諸如蝕刻(裝置122)亦可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出率之若干蝕刻裝置來實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如，化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特定要求，諸如，各向異性蝕刻。可在其他微影裝置中執行先前及/或後續程序(如剛才所提及)，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更先進微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤類型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射予以曝光。為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等之屬性。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統(SCS) 138。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在度量衡可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。圖1亦展示度量衡裝置140，該度量衡裝置140經提供以用於在製造程序中在所要載物台處之產品之參數進行量測。現代微影生產設施中之度量衡裝置之常見實例為散射計(例如，角度解析散射計或光譜散射計)，且其可應用於在裝置122中之蝕刻之前量測在120處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置140的情況下，可判定(例如)諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數並不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集來剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板120之機會。亦眾所周知，藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 106隨著時間推移進行小幅度調整，可使用來自裝置140之度量衡結果142以維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。當然，度量衡裝置140及/或其他度量衡裝置(圖中未繪示)可經應用以量測經處理基板132、134及傳入基板130之屬性。實例檢測裝置圖2之(a)示意性地展示實施所謂的暗場成像度量衡之檢測裝置之關鍵元件。該裝置可為單機器件或併入(例如)量測站處之微影裝置LA中或微影製造單元LC中。貫穿該裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。圖2之(b)中更詳細地說明目標光柵結構T及繞射射線。如[先前技術]中所引用之先前申請案中所描述，圖2之(a)之暗場成像裝置可為可替代光譜散射計或除了光譜散射計以外而使用的多用途角度解析散射計之部分。在此類型之檢測裝置中，由照明系統12調節由輻射源11發射之輻射。舉例而言，照明系統12可包括準直透鏡系統12a、彩色濾光片12b、偏振器12c及孔徑器件13。經調節輻射遵循照明路徑IP，在該照明路徑IP中，經調節輻射係由部分反射表面15反射且經由顯微鏡物鏡16聚焦至基板W上之光點S中。度量衡目標T可形成於基板W上。透鏡16具有高數值孔徑(NA)，較佳為至少0.9且更佳為至少0.95。可視需要使用浸潤流體以獲得大於1之數值孔徑。在此實例中，物鏡16亦用以收集已由目標散射之輻射。示意性地，展示收集路徑CP以用於此返回輻射。多用途散射計可在收集路徑中具有兩個或多於兩個量測分支。所說明實例具有包含光瞳成像光學系統18及光瞳影像感測器19之光瞳成像分支。亦展示成像分支，其將更詳細地描述於下文中。另外，其他光學系統及分支將包括於實務裝置中，(例如)以收集參考輻射以用於強度正規化、用於捕捉目標之粗略成像、用於聚焦等等。可在上文所提及之先前公開案中發現此等光學系統及分支之細節。在度量衡目標T提供於基板W上的情況下，此可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。目標可為2-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中。此等光柵中之每一者為屬性可使用檢測裝置來研究之目標結構之一實例。在光柵之狀況下，結構為週期性的。在疊對度量衡目標之狀況下，光柵經印刷於已藉由先前圖案化步驟而形成之另一光柵之頂部上或與該光柵交錯。照明系統12之各種組件可為可調整的，以在同一裝置內實施不同度量衡「配方」。除了選擇波長(顏色)及偏振作為照明輻射之特性以外，照明系統12亦可經調整以實施不同照明剖面。孔徑器件13之平面與物鏡16之光瞳平面及光瞳影像偵測器19之平面共軛。因此，由孔徑器件13界定之照明剖面界定以光點S入射於基板W上之光的角度分佈。為了實施不同照明剖面，可將孔徑器件13提供於照明路徑中。孔徑器件可包含安裝於可移動滑板或輪上之不同孔徑13a、13b、13c等等。該孔徑器件可替代地包含固定或可程式化空間光調變器(SLM) 13c。作為一另外替代方案，光纖可安置於照明光瞳平面中之不同部位處，且可選擇性地用以在其各別部位處遞送光或不遞送光。上文所引用之文件中皆論述及例示此等變體。孔徑器件可具有反射形式，而非透射的。舉例而言，可能使用反射SLM。實際上，在UV或EUV波帶中工作之檢測裝置中，大多數或全部光學元件可為反射的。取決於照明模式，實例射線30a可經提供使得入射角係如在圖2之(b)中之「I」處所展示。由目標T反射之零階射線的路徑被標註為「0」 (不應與光軸「O」混淆)。相似地，在同一照明模式中或在第二照明模式中，可提供射線30b，在此狀況下，與第一模式相比，入射角與反射角將調換。在圖2之(a)中，第一及第二實例照明模式之零階射線分別被標註為0a及0b。如圖2之(b)中更詳細地展示，作為目標結構之一實例的目標光柵T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。在離軸照明剖面之狀況下，與軸線O成一角度而照射於光柵T上的照明I之射線30a引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。應記住，在運用填充過度之小目標光柵的情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標光柵T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於照明射線30a之光束具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，故入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數(point spread function)，每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。在用於暗場成像之收集路徑之分支中，成像光學系統20在感測器23 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像T'。孔徑光闌21提供於收集路徑CP之成像分支中之平面中，該平面與物鏡16之光瞳平面共軛。孔徑光闌21亦可被稱為光瞳光闌。孔徑光闌21可採取不同形式，正如照明孔徑可採取不同形式一樣。與透鏡16之有效孔徑結合的孔徑光闌21判定使用散射輻射之何部分將影像產生於感測器23上。通常，孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像僅自一階光束形成。在一階光束兩者經組合以形成影像之實例中，此影像將為所謂的暗場影像，其等效於暗場顯微法。將由感測器23捕捉之影像輸出至影像處理器及控制器PU，影像處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。出於本目的，執行對目標結構之不對稱性的量測。不對稱性量測可與目標結構之知識組合以獲得用以形成該等目標結構之微影程序之效能參數的量測。可以此方式量測之效能參數包括(例如)疊對、焦點及劑量。提供目標之專門設計以允許經由同一基本不對稱性量測方法進行不同效能參數之此等量測。再次參看圖2之(b)及照明射線30a，來自目標光柵之+1階繞射射線將進入物鏡16且貢獻於在感測器23處記錄之影像。射線30b以與射線30a相對之角度入射，且因此，-1階繞射射線進入該接物鏡且貢獻於該影像。當使用離軸照明時，孔徑光闌21阻擋零階輻射。如先前公開案中所描述，照明模式可藉由在X及Y方向上之離軸照明予以界定。藉由比較在此等不同照明模式下之目標光柵之影像，可獲得不對稱性量測。替代地，可藉由保持同一照明模式但旋轉目標來獲得不對稱性量測。雖然展示離軸照明，但可替代地使用目標之同軸照明，且可使用離軸孔徑光闌21以將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在一另外實例中，結合同軸照明模式來使用一對離軸稜鏡22。此等稜鏡具有將+1階及-1階轉向至感測器23上之不同部位，使得其可被偵測及比較而無需兩個依序影像捕捉步驟之效應。實際上，在影像感測器23上之經分離部位處形成分離影像。在圖2之(a)中，舉例而言，使用來自照明射線30a之+1階繞射得到之影像T'(+1a)係與使用來自照明射線30b之-1階繞射得到之影像T'(-1b)空間上分離。上文所提及之已公佈專利申請案US2011102753A1中揭示此技術，該專利申請案之內容據此係以引用方式併入。替代一階光束或除了一階光束以外，二階、三階及高階光束(圖2中未繪示)亦可用於量測中。作為一另外變化，離軸照明模式可保持恆定，而使目標自身在物鏡16下方旋轉180度以使用相對繞射階來捕捉影像。雖然說明習知以透鏡為基礎之成像系統，但本文中所揭示之技術可同樣地應用於全光攝影機，且亦應用於所謂的「無透鏡」或「數位」成像系統。因此，存在關於用於繞射輻射之處理系統之哪些部分經實施於光學域中且哪些部分經實施於電子域及軟體域中之大的設計選擇度。程序敏感度-引言在一些狀況下，經偵測暗場影像或光瞳影像對目標結構中之不對稱性之敏感度極其取決於在橫越基板之不同區間變化及/或在不同基板間變化的微影程序之參數。圖3說明程序敏感度之第一實例，即，不對稱性信號品質對波長λ之相依性。垂直軸線表示自(例如)光柵結構獲得之不對稱性信號A之強度。此實例中之目標結構為諸如用於現代高密度記憶體器件(例如，NAND記憶體或DRAM)的3-D結構。由於該結構之大深度，干涉效應意謂不對稱性信號之強度依據波長循環地變化。實曲線302表示在第一偏振之照明下依據波長而變化的信號強度，而點線曲線304表示在第二偏振之照明下之信號強度。垂直尺度及水平尺度上之單位此處為任意的。然而，應理解，相比於用於習知散射計中之波長範圍及正常照明頻寬，在此等曲線中看到之循環變化在波長尺度上具有極短週期。在波長尺度上自峰至峰之距離之寬度可(例如)小於50奈米或小於30奈米。單色輻射波長λ1將提供極強不對稱性信號，且單色輻射波長λ2提供極強不對稱性信號，但具有相對正負號。在波長範圍之另一部分中，波長λ3及λ4將提供最強信號，但具有照明之另一偏振。此等偏振可經指定為用於一或若干給定目標之度量衡配方之部分。若檢測裝置能夠使用此等波長中之僅僅一者與極窄頻寬，則信號品質將良好。然而，通常所使用之輻射具有有限頻寬。若此頻寬寬以致於甚至覆蓋循環之一半，則負波峰信號中的正波峰之平均值將抵消，從而不提供不對稱性信號。因此，將需要窄頻寬，例如寬度小於10奈米，或甚至小於8奈米。如將理解，若信號相對於波長之循環行為為經由一或多個層堆疊之干涉效應之結果，則循環之確切相位及寬度將直接取決於彼等層之厚度，彼等層之厚度可橫越基板而變化。此外，圖3中所說明之曲線將自一側至另一側移動多於幾奈米，其中橫越基板及在諸基板之間的效能變化。此程序變化係由箭頭306指示。因此，雖然波長λ1及λ2可在相同波長下在晶圓上之一個部位處提供來自度量衡目標之最強不對稱性信號，但其在曲線已向左或向右移位的情況下在另一部位處可提供極小信號或不提供信號。換言之，針對給定波長，不對稱性信號之品質高度取決於程序變化。圖4說明另一種類之程序相依性，在此狀況下為影響用於暗場成像度量衡之照明剖面之最佳選擇的程序相依性。在此實例中，需要在(a)處所說明之一般形式之孔徑13c。然而，為了最大化不對稱性信號且最小化對除所關注參數之外的程序變化之相依性，使用空間光調變器(SLM) 13d以獲得在每一象限中更有選擇性之照明圖案。在(b)處說明合適照明圖案。較暗部分表示在照明光瞳中不存在光，而灰色及白色部分說明存在光。可記住，照明光瞳中之每一位置對應於照明輻射於目標結構上之特定入射角。因此，照明光瞳中之亮部分及暗部分之圖案界定目標結構處之照明之角度分佈。 SLM 13d可為可程式化SLM。舉例而言，可程式化SLM可包含個別類像素胞元陣列，其可至少經接通或關斷且視情況經設定為透射率或反射比的中間值。在SLM之另一形式中，可提供(例如)由沈積於基板上之不透明及/或反射部分之固定圖案。此等SLM實施起來較便宜，且雖然不具有可程式化SLM之靈活性，但其仍可經定製用於個別產品類型及層。為了計算最佳照明剖面，執行模擬及/或實驗以針對每一像素標繪其如何正面地貢獻於經偵測暗場影像中之想要不對稱性信號。在(c)處在光瞳之一個象限之放大視圖中展示針對光瞳平面之每一部分之敏感度的標繪圖。在較暗部分中，像素將負面地貢獻於想要不對稱性信號。在較淺部分中，像素將正面地作出貢獻。雖然在(c)處之說明為示意性的，但其係基於真實實例。在由橢圓形突出顯示之區中，將看到，強正面的敏感像素區緊鄰強負面的敏感像素區。圖4中之(d)處放大此部分。為了獲得最強信號品質，照明剖面(b)中之像素應在正面敏感度附近極明亮，且在負面敏感度附近極暗(或反之亦然)。與負面敏感像素重疊的照明剖面之任何明亮區將與來自正面敏感像素之想要信號直接抵消。以此方式，設計在(b)處之照明剖面。令人遺憾的是，橫越基板及基板之間的程序變化致使敏感區與不敏感區之間的邊界402移動。因此，若有可能考量此等程序變化，則最佳照明剖面(b)中之亮部分及暗部分之間的該(該等)邊界亦將移動，如由箭頭404所指示。即使邊界402之極微小移動亦可將極好照明剖面變成極差照明剖面。概言之，照明之波長及角度分佈為目標結構之照明參數之實例，其可經調諧至特定結構及程序，但針對其調諧成功可藉由橫越基板及基板之間的程序變化破壞。亦可考慮照明參數之其他實例，包括(例如)光點S之聚焦高度。照明參數之最佳化根據本發明之原理，提議如下方法：使用在照明條件之兩個或多於兩個變體下收集之輻射來執行量測複數個結構之屬性，且針對該等結構中之不同結構，使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集之輻射來導出該屬性之量測。此情形允許當針對照明條件之給定集合針對該等結構中之不同結構之所得量測準確度受到橫越基板及/或基板之間的程序變化影響時獲得更準確量測。為了簡化實施，在所揭示實施例中，將在每一部位及/或基板處使用共同複數個變體，而其他實施例可(可以說)橫越基板及/或在基板之間變化變體。圖5說明第一實施例，其中為了進行每一目標結構之量測而使用三個變體，每一目標結構至少在待量測之目標結構之總數目的子集內。標繪相對於照明條件之通用參數P之通用信號品質值Q。在以不對稱性為基礎之度量衡之狀況下，信號品質值Q可等同於圖3中之不對稱性信號強度A。在另一應用中，可定義不同信號品質值Q。關於參數P，在圖3之實例中，參數P可簡單地為照明波帶之中心波長。在包含多個光柵結構之複合目標之狀況下，可根據對多個光柵之量測(而非僅對處於隔離的光柵中之單一一者之量測)計算信號品質Q或「堆疊敏感度」。在圖2之裝置之暗場成像分支中，多個光柵可同時地成像，使得自一個或兩個影像捕捉得到必需信號。總之，雖然方法一般而言參考應用於每一光柵結構之信號品質，但可針對相鄰結構之群組一起集體地量測信號品質，且並非針對處於隔離的每一光柵來量測信號品質。圖5說明可使用參數P之三個變體(被標註為p1、p1-及p1+)進行偵測之四種狀況。無論參數可為何者且參數與信號品質之間的相依性可如何，當使用變體p1、p1-及p1+量測時所獲得的信號品質值Q之間的比較可僅屬於四個不同狀況中之一者。在狀況A中，針對中間變體p1之信號品質值高於針對另外兩個變體之信號品質值，其意謂圖式中之狀況A。在假定信號品質曲線302之形式具有圖3中所說明之形式的情況下，則此暗示中心值p1下降為接近於該信號品質曲線中之波峰。相似地，在狀況B中，中心值p1下降於信號品質曲線中之波谷上或接近信號品質曲線中之該波谷。其中信號品質值Q為藉由上文所描述之方法而自繞射信號導出之不對稱性信號，接著該值為正或負係已知的。因此，在假定在狀況A中值為正的情況下，則已知的是，最佳信號品質應被發現在p1-與p1+之間的範圍內，且p1具有經量測之三個變體之最佳信號品質。相似地，在假定在狀況B中值為負的情況下且在已知負信號引起準確量測(正如此實例中之正信號一樣好)的情況下，則已知的是，最佳信號品質應被發現在p1-與p1+之間的範圍內。再次，p1具有經量測之三個變體之最佳信號品質。在狀況C及D中，三個變體之最左邊變體p1-具有最高信號品質，或最右變體p1+具有最高信號品質。視需要，自狀況A及B，可經由量測擬合假定曲線，且可視需要使用參數P之最佳值。在狀況C及D中，可僅判定變化之斜率。如下文將說明，在橫越基板使用足夠數目個量測的情況下，可建立最佳參數值之變化之模型以便解析在狀況C及D中之模糊度。返回至圖2，影像處理器及控制器PU內之控制器CTRL提供信號以控制照明條件之參數選擇，諸如波長(信號λ)及/或照明剖面(信號AP)。以此方式，為了每一目標結構之量測，可選擇所要變體。針對橫越基板之所有目標結構之變體及針對橫越一批次之所有基板之給定配方的所有目標結構之變體可相同。替代地，選定變體視需要可以經預先程式化之方式或甚至以自適應性方式而變化。一旦已獲得針對變體之集合之信號，影像處理器及控制器PU就可應用數個技術以計算結構之所要屬性之量測，且自量測之不對稱性值計算微影程序之效能參數，諸如疊對、焦點或劑量。在基於以上實例實施一量測方法時，在一些實施例中，針對照明條件之至少一個特性，變體之選擇或組合包含選擇用於導出該量測之單一最佳變體。在其他實施例中，針對該等照明條件之至少一個特性，可藉由計算變體之加權組合來實施用於導出該量測之變體之選擇或組合。在圖5之實例中(狀況A)，單一最佳變體之選擇係由圓圈502指示，而兩個最佳變體之選擇係由圓圈504指示。可將該兩個最佳變體平均化，根據每一最佳變體之信號強度來加權該等每一最佳變體。替代地，全部三個變體(或不管指定多少變體)可在單一組合中根據其信號品質各自被加權。無需排除最差樣本(在其在組合中被足夠低地加權的情況下)。參看圖6，說明一特定實施，其中基於信號品質值Q之循環變化之循環寬度Λ的知識來選擇參數P之值。在此實例中，參數P為波長λ，且信號品質值Q為不對稱性信號強度A，此與在圖3中相同。所選擇之變體為具有標稱波長λ1及另外兩個變體λ1-及λ1+之輻射光譜。處於每一變體中之輻射光譜包含以此等標稱波長為中心之輻射之窄波峰。此等波峰602被示意性地說明，其經疊對於不對稱性信號強度之曲線圖上。此等變體在此實例中經選擇為使得其橫越對應於信號品質之循環變化之循環寬度或間距Λ的二分之一之波長範圍相等地間隔開。使光譜波峰之頻寬儘可能地遠以比循環寬度小得多，且當然小於循環寬度的一半。以此方式，在圖6之(a)中所說明之最佳狀況情境下，三個變體中之一者將落在曲線上之最佳位置處或附近。在圖6之(b)中所說明之最差狀況情境下，變體中之一者將具有至少良好的信號強度(若非最佳)。在所說明實例中，光譜波峰之寬度及其間隔經選擇為使得其實質性並不重疊。實務上，倘若波峰中之至少兩者實質上並不重疊且落在循環變化之不同部分上，則變體中之一者或另一者將提供良好信號。在實施方式及申請專利範圍之語言中，對兩個波峰之間隔或分離度之參考意欲係指其各別最大值之間隔或分離度(而與其寬度無關且不管其在給定程度上是重疊抑或不重疊)。換言之，基於檢測裝置之目標結構及光學系統之一些先前實驗及/或模型化，兩個或多於兩個變體之散佈可經選擇為使得其中之至少一者將得到大於(比如)可得到最大信號強度之50%的信號強度。在假定曲線302具有如所展示之粗略正弦形式的情況下，給出分離循環寬度Λ之近似四分之一的兩個變體之選擇將滿足此準則。再次，如上文所提及，選擇三個變體允許導出關於橫越基板之最佳參數值之變化的更多資訊。可應用此知識以縮減所需之量測之總體數目，例如下文將描述。提取此知識亦可用於程序相依性特性之診斷。在圖3及圖6之實例中，作為照明條件之特性之波長係由可變參數表示，該兩個或多於兩個變體係由該參數之變體值定義。術語「波長」係用作照明之光譜特性之速記，其當然包括中心波峰波長及波峰波長附近的波長之散佈或頻寬。取決於圖3之曲線302中的波峰及波谷之寬度，照明輻射之頻寬相比於習知工具可需要經選擇為相當窄。可調諧雷射11a及單模光纖11b之使用可輔助遞送針對變體中之每一者之輻射之合適特性。雖然習知裝置有時用以在橫越自紅外線至可見波長之光譜範圍之廣泛間隔波長下進行量測，但應理解，本申請案中所提及之「變體」通常間隔程度緊密得多。變動之目的並未提供量測之分集，而是確保可以足夠信號品質獲得單一量測，且程序變化之存在作為回應引入差(即使在相同標稱波長、標稱照明剖面等等周圍)。如將理解，為了避免量測產出率之不必要的縮減，光源及照明系統通常應經配置成使得有可能在該等變體之間極快速地切換。在典型實施中，獲取影像或繞射圖案之時間僅為與每一新目標結構相關聯的移動-獲取-量測循環之部分。然而，獲取時間之任何增加將影響產出率。下文參考圖7所描述之技術獲得本發明之益處，而不增加針對每一目標結構之獲取時間。可在除波長以外的其他變數(例如，焦距)之狀況下作出參數P之定義。如已經提及，波長並非可變化之照明條件之唯一參數。與輻射之光譜有關的另一參數可為(例如)頻寬。在另一實施例中，光學系統之焦距可經調整以產生不同變體。偏振為可變化之照明條件之另一特性。舉例而言，偏振角度可為在諸變體之間變化之參數。在圖4之實例中，有可能參數化照明剖面之變體，使得外插及/或內插有可能推斷最佳值處於何處。參數P可被定義為邊界402 (例如)相對於標稱位置之位移。另一方面，因為照明剖面具有如此多自由度，所以可較佳的是僅僅界定數個變體，而不嘗試分析其之間的任何參數關係。圖7說明其中橫越基板W之場702量測大量目標結構之實施例。在該實例中，每一場702含有兩個度量衡目標，其可為疊對光柵、焦點光柵等等，其與在先前技術中所論述相同。實務上，每一場可含有遠多於兩個目標結構。此外，不管多少目標結構實體地提供於基板上，量測方法皆可經設計為僅使用該等目標結構之子集。此空間次取樣將經設計為使得目標之數目及其位置足以獲得所要資訊，而無不當量測時間。空間次取樣可在不同基板間不同，或在所有基板上相同。可在上文所提及之度量衡配方中定義待量測之目標結構以及量測每一目標結構之方式。將注意到，在圖7中，兩個不同符號用於度量衡目標。由具有十字之圓圈指示的度量衡目標704之第一子集將為本發明方法應用於之度量衡目標，其使用照明條件之兩個或多於兩個變體來量測每一度量衡目標。在待量測之目標當中之剩餘目標被標註為706，且由具有圓點之圓圈指示。可運用較少變體或僅單一變體來量測此等目標。視情況，用於此等位置中之變體可藉由參考為了量測第一子集之相鄰目標而獲得之資訊予以選擇。為此目的，是否在介入目標706之前量測第一子集704之所有目標為設計選擇問題。關於第一目標704且再次參看圖5，方法之一項實施例設法針對每一目標結構識別其在狀況A、B、C或D下是否下降。圖7上已繪製輪廓，其展示(例如)影像處理器及控制器PU可如何藉由辨識應用之狀況來區分基板之不同區，辨識應用之狀況係藉由比較針對每一目標704處之三個變體所獲得的信號強度來進行。如已經提及，可自樣本值之圖案明確地識別狀況A及B。無法明確地識別狀況C及D，但可藉由在關於狀況A與B之經識別區之間進行內插來推斷該等狀況C及D。在真實實例中，區之數目可遠大於首要圖7中所展示之四個區。相位追蹤演算法可應用於將所有目標正確地指派至該等狀況中之一者中，且因此追蹤遍及基板之所有點處之最佳變體。針對在由Miguel Arevallilo Herraez等人在論文「Fast two-dimensional phase-unwrapping algorithm based on sorting by reliability following a noncontinuous path」(APPLIED OPTICS，第41卷，第35號 (2002年12月)，第7437至7444頁)中之另一內容背景中論述合適的相位追蹤演算法。應用實例圖8說明使用上文所概述之裝置及方法來量測微影程序之效能的方法。在步驟S20中，處理一或多個基板以產生目標結構，諸如上文所描述之複合光柵目標。目標之設計可為已知設計中之任一者，或新設計。目標可為大目標或小目標設計，此取決於是使用裝置之第一量測分支抑或第二量測分支。目標可經設計為用於經由不對稱性進行疊對、焦點或劑量之量測。目標可經設計為用於其他效能參數及/或非不對稱性相關參數之量測。線寬或臨界尺寸CD為可藉由除經由不對稱性之量測之外的散射量測而量測之參數之實例。在步驟S21中，界定度量衡配方，其包括用於使用基板上之目標結構之至少一子集中的每一者處之多個變動進行量測之配方。在一項實施例中，選擇三個波長，如以上參考圖6所描述，使得應保證變體中之至少一者以得到合理的信號強度。亦界定此配方之所有常見參數，包括偏振、角度分佈等等。在其他實施例中，或除了具有不同波長光譜之變體以外，亦可界定具有不同角度分佈(照明剖面)之變體。在步驟S22中，操作(例如)圖2之檢測裝置以使用針對每一變體之經指定照明條件來捕捉目標結構之一或多個繞射光譜。自一或多個目標之經捕捉繞射光譜計算諸如不對稱性之屬性。在步驟22a處，比較針對每一變體之信號品質，量測係基於自不同變體進行之信號之最佳選擇或組合。藉由選擇及/或組合來自兩個或多於兩個變體之信號，縮減了在不對稱性量測中之程序相依性，從而導致諸如疊對、焦點及/或劑量之效能參數之更準確量測。在步驟S23處，可回應於所獲得量測及輔助資料而更新度量衡配方。舉例而言，用於新產品堆疊之度量衡技術可在開發中。在步驟S24中，在操作圖1之微影生產設施之開發及/或生產階段中，可更新用於微影程序之配方(例如)以改良未來基板中之疊對。除了識別及使用變體之最佳選擇或組合以獲得給定目標結構之最佳量測以外，亦可使用關於變體對最佳照明條件之接近度抑或其他方面之資訊以將可靠度加權指派給諸如疊對之效能參數之所獲得量測。因此，舉例而言，在圖7中狀況A或B應用之區中之量測可與比狀況C或D應用之區中之量測更大的可靠度相關聯。特別在使用相位追蹤時，裝置可針對每一量測識別其與在進行量測時之最佳條件相差多遠。使用度量衡結果以長遠來看改良程序之效能之先進程序控制系統可在將疊對等等之新量測併入至其程序模型中時利用此「最佳之距離」作為可靠度記分。在以上實例中，基於過去的實驗可假定：針對所有目標結構定義一適當變體集合。另一方面，由於使用此等變體來替代針對照明條件之每一參數之單一值，故量測程序可適合於獲得最佳信號品質及量測準確度，而不管橫越基板及/或基板之間的程序變化存在。在一些狀況下，使用僅兩個變體可足夠。然而，如圖5及圖7中所說明，在一些實務情形下，使用三個適當間隔之變體可得到額外資訊及更可靠結果。視情況在步驟22b處，可決定出變體中無一者足夠接近最佳照明條件，且計算經修訂配方且重複量測，或在量測另外目標之前簡單地調整配方。圖7之相位追蹤法就此而言可用以識別基板之哪些部分應使用經修訂配方。對於圖5及圖6中所說明之循環變化之實例，只要總是存在關於最佳條件之另一循環，就無需進行配方之此修訂。然而，在其他情形下，相依性可並非循環的，且隨著程序變化變得更強，最佳照明條件可自當前變體進一步漂移。針對整個基板或關於經預程式化區之經修訂配方可視需要用於後續基板，使得系統基於經歷而獲悉及更新配方。為了獲得量測且為了控制波長及其他配方參數之選擇之計算可在檢測裝置之影像處理器及控制器PU內予以執行。在替代實施例中，可自檢測裝置硬體及控制器PU遠端地執行不對稱性及其他所關注參數之計算。舉例而言，可在監督控制系統SCS內之處理器中或在經配置以自檢測裝置之控制器PU接收量測資料之任何電腦裝置中執行該等計算。可在與使用所獲得之校正值執行高容量計算之處理器分離的處理器中執行校準量測之控制及處理。所有此等選項對於實施者而言為一種選擇問題，且並不變更所應用之原理或所獲得之益處。結論：以上所揭示之原理允許在具有橫越基板或基板之間的強程序相依性變化的結構中獲得改良之量測準確度。該技術適合於應用於藉由暗場成像方法以及其他方法進行之不對稱性量測。當最佳照明條件橫越基板變化時，使用照明條件之多個變體會提供增強之準確度。倘若可在每一量測無不當延遲的情況下實施多個變體，則該技術可應用於高容量製造中。此可藉由使用現代雷射源、可程式化孔徑器件等等之照明系統之合適設計及實施來達成。另外，所揭示方法及裝置可遞送關於其量測之可靠度計分，使得程序模型化系統可向在最佳條件下或附近所得到之量測給出較高加權。雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。雖然實施例中所說明之檢測裝置或工具包含具有用於藉由平行影像感測器使光瞳平面及基板平面同時成像之第一分支及第二分支的散射計之特定形式，但替代配置係可能的。兩個分支可由諸如鏡面之可移動光學元件選擇性地耦接，而非提供由光束分裂器17永久地耦接至物鏡16之兩個分支。可使光學系統具有單個影像感測器，至感測器之光學路徑藉由可移動元件重新組態以充當光瞳平面影像感測器且接著充當基板平面影像感測器。雖然上文所描述之目標結構為出於量測之目的而特定地設計及形成之度量衡目標，但在其他實施例中，可量測為形成於基板上之器件之功能部件的目標之屬性。許多器件具有規則的類光柵結構。本文中所使用之術語「目標光柵」及「目標結構」並不要求已具體地針對正被執行之量測來提供該結構。與如在基板及圖案化器件上實現之檢測裝置硬體及合適週期性結構相關聯地，實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式，該等機器可讀指令實施上文所說明的類型之量測方法以獲得關於微影程序之資訊。此電腦程式可經執行於(例如)圖2之裝置及/或圖1之控制單元LACU中之影像處理器及控制器PU內。亦可提供經儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體，磁碟或光碟)。在以下編號條項中提供根據本發明之另外實施例： 1. 一種量測一或多個基板上之藉由一微影程序而形成的複數個結構之一屬性之方法，其中每一結構之該屬性之一量測係至少部分地自在照明條件之一給定集合下在由該結構散射之後所收集的輻射導出，其中針對照明條件之一給定集合，針對該等結構中之不同結構之該量測的準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化影響，且其中使用在該等照明條件之兩個或多於兩個變體下所收集之輻射來執行該方法，且針對該等結構中之不同結構，使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集的輻射來導出該屬性之該量測。 2. 如條項1之方法，其中針對該等結構之至少一子集，使用該等照明條件之變體之一共同集合而自每一結構收集輻射，且用於導出該量測之變體之該選擇或組合係在收集該輻射之後予以執行。 3. 如條項2之方法，其中針對該等結構之該子集的變體之該選擇或組合係至少部分地基於在該等照明條件之不同變體下自該結構收集的該輻射中所觀測之一信號品質。 4. 如條項2或3之方法，其中用於結構之該子集的變體之該選擇或組合係至少部分地基於在該等照明條件之不同變體下自一或多個相鄰結構收集的該輻射中所觀測之一信號品質。 5. 如條項3或4之方法，其中用於該子集外部之結構之量測的變體之一選擇或組合係基於在自該子集內之該等結構收集的該輻射中所觀測之該信號品質。 6. 如前述條項中任一項之方法，其中該輻射為窄頻帶輻射，且該兩個或多於兩個變體包括實質上不重疊之輻射之至少兩個不同光譜波峰。 7. 如條項6之方法，其中該兩個或多於兩個光譜波峰遍及小於30奈米之一波長範圍而間隔。 8. 如條項6或7之方法，其中每一變體中之該窄頻帶輻射具有小於10奈米之一頻寬。 9. 如條項6至8中任一項之方法，其中該信號品質展現依據波長而變化的一循環變化，且其中該兩個或多於兩個光譜波峰分離該循環變化之一個循環的近似一半或更小。 10. 如前述條項中任一項之方法，其中該輻射具有一非均勻角度分佈，且其中該角度分佈在該兩個或多於兩個變體之間變化。 11. 如條項10之方法，其中該輻射具有由一照明光瞳平面中之亮部分及暗部分界定之一非均勻角度分佈，且其中亮部分與暗部分之間的一或多個邊界在該兩個或多於兩個變體之間移位。 12. 如前述條項中任一項之方法，其中一焦點設定在該等變體中之兩者或多於兩者之間變化。 13. 如前述條項中任一項之方法，其中針對該等照明條件之至少一個特性，變體之該選擇或組合包含選擇用於導出該量測之一單一最佳變體。 14. 如前述條項中任一項之方法，其中針對該等照明條件之至少一個特性，變體之該選擇或組合包含用於導出該量測之變體之一加權組合。 15. 如前述條項中任一項之方法，其中該等照明條件之至少一個特性係由一可變參數表示，該兩個或多於兩個變體係由該參數之變體值定義。 16. 如前述條項中任一項之方法，其進一步包含基於針對該等結構中之一或多者之該屬性之該等量測而計算該微影程序之一效能參數。 17. 如條項16之方法，其進一步包含基於在量測同一結構及/或相鄰結構時針對該等不同變體之該信號品質之比較來計算用於該效能參數之一可靠度記分。 18. 一種用於量測一或多個基板上之藉由一微影程序而形成的複數個結構之一屬性之檢測裝置，該裝置包含一照明光學系統、一收集光學系統及一處理系統，該處理系統經配置以至少部分地自由該收集光學系統在由該照明光學系統建立之照明條件之一或多個集合下在由該結構散射之後所收集的輻射導出，其中針對照明條件之一給定集合，針對該等結構中之不同結構之該量測的準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化影響，其中該照明系統及該收集系統經配置以在該等照明條件之兩個或多於兩個變體下收集由複數個結構散射之輻射，且其中該處理系統經配置以針對該等結構中之不同結構使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集的輻射來導出該屬性之該量測。 19. 如條項18之裝置，其中針對該等結構之至少一子集，輻射係使用該等照明條件之變體之一共同集合而自每一結構予以收集，且用於導出該量測之變體之該選擇或組合係在收集該輻射之後予以執行。 20. 如條項19之裝置，其中針對該等結構之該子集的變體之該選擇或組合係至少部分地基於在該等照明條件之不同變體下自該結構收集的該輻射中所觀測之一信號品質。 21. 如條項19或20之裝置，其中用於結構之該子集的變體之該選擇或組合係至少部分地基於在該等照明條件之不同變體下自一或多個相鄰結構收集的該輻射中所觀測之一信號品質。 22. 如條項20或21之裝置，其中用於該子集外部之結構之量測的變體之一選擇或組合係基於在自該子集內之該等結構收集的該輻射中所觀測之該信號品質。 23. 如條項18至22中任一項之裝置，其中該照明系統經配置以將該輻射提供為窄頻帶輻射，且該兩個或多於兩個變體包括實質上不重疊之輻射之至少兩個不同光譜波峰。 24. 如條項23之裝置，其中該兩個或多於兩個光譜波峰遍及小於30奈米之一波長範圍而間隔。 25. 如條項23或24之裝置，其中每一變體中之該窄頻帶輻射具有小於10奈米之一頻寬。 26. 如條項23至25中任一項之裝置，其中該信號品質展現依據波長而變化的一循環變化，且其中該兩個或多於兩個光譜波峰分離該循環變化之一個循環的近似一半或更小。 27. 如條項18至26中任一項之裝置，其中該照明系統經配置以提供具有一非均勻角度分佈之該輻射，且其中該角度分佈在該兩個或多於兩個變體之間變化。 28. 如條項27之裝置，其中該輻射具有由一照明光瞳平面中之亮部分及暗部分界定之一非均勻角度分佈，且其中亮部分與暗部分之間的一或多個邊界在該兩個或多於兩個變體之間移位。 29. 如條項18至28中任一項之裝置，其中一焦點設定在該等變體中之兩者或多於兩者之間變化。 30. 如條項18至29中任一項之裝置，其中針對該等照明條件之至少一個特性，變體之該選擇或組合包含選擇用於導出該量測之一單一最佳變體。 31. 如條項18至30中任一項之裝置，其中針對該等照明條件之至少一個特性，變體之該選擇或組合包含用於導出該量測之變體之一加權組合。 32. 如條項18至31中任一項之裝置，其中該等照明條件之至少一個特性係由一可變參數表示，該兩個或多於兩個變體係由該參數之變體值定義。 33. 如條項18至32中任一項之裝置，其中該處理系統經進一步配置以基於針對該等結構中之一或多者之該屬性之該等量測而計算該微影程序之一效能參數。 34. 如條項33之裝置，其進一步包含基於在量測同一結構及/或相鄰結構時針對該等不同變體之該信號品質之比較來計算用於該效能參數之一可靠度記分。 35. 如條項18至34中任一項之裝置，其中該處理系統包括一控制器，該控制器用於自動控制該照明光學系統及該收集系統以在照明條件之該等不同變體下收集散射之該輻射。 36. 一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一可程式化處理器件在如條項1至17中任一項之方法中導出複數個結構之一屬性之一量測。 37. 如條項36之電腦程式產品，其中該等機器可讀指令經進一步配置以致使該可程式化處理器件自動控制該等結構之該等照明條件且控制在該等照明條件之該等變體下之散射輻射的該收集。 38. 一種微影系統，其包含：一微影裝置，其包含：一照明光學系統，其經配置以照明一圖案；一投影光學系統，其經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；及一如條項18至34中任一項之檢測裝置，其中該微影裝置經配置以使用來自該檢測裝置之量測結果以將該圖案施加至另外基板。 39. 一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案施加至一系列基板，該方法包括：使用一如條項1至17中任一項之方法來量測作為該器件圖案之部分或除了該器件圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的一或多個結構處之一或多個屬性；及根據該量測之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在1奈米至100奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。可使用合適源在UV及EUV波長內進行散射計及其他檢測裝置之實施，且本發明決不限於使用IR及可見光輻射之系統。術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件(包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件)中之任一者或其組合。反射組件很可能用於在UV及/或EUV範圍內操作之裝置中。本發明之廣度及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。

0‧‧‧零階射線/繞射射線
0a‧‧‧零階射線
0b‧‧‧零階射線
11‧‧‧輻射源
11a‧‧‧可調諧雷射
11b‧‧‧單模光纖
12‧‧‧照明系統
12a‧‧‧準直透鏡系統
12b‧‧‧彩色濾光片
12c‧‧‧偏振器
13‧‧‧孔徑器件
13a‧‧‧孔徑
13b‧‧‧孔徑
13c‧‧‧孔徑
13d‧‧‧固定或可程式化空間光調變器(SLM)
15‧‧‧部分反射表面
16‧‧‧顯微鏡物鏡/透鏡
17‧‧‧光束分裂器
18‧‧‧光瞳成像光學系統
19‧‧‧光瞳影像感測器/光瞳影像偵測器
20‧‧‧成像光學系統
21‧‧‧離軸孔徑光闌
22‧‧‧離軸稜鏡
23‧‧‧影像感測器
30a‧‧‧照明射線
30b‧‧‧照明射線
100‧‧‧微影裝置/微影工具
102‧‧‧量測站
104‧‧‧曝光站
106‧‧‧控制單元
108‧‧‧塗佈裝置
110‧‧‧烘烤裝置
112‧‧‧顯影裝置
120‧‧‧經圖案化基板/經顯影基板
122‧‧‧處理裝置
124‧‧‧處理裝置
126‧‧‧處理裝置/步驟
130‧‧‧基板
132‧‧‧基板
134‧‧‧基板
140‧‧‧度量衡裝置
142‧‧‧度量衡結果
302‧‧‧實曲線/信號品質曲線
304‧‧‧點線曲線
306‧‧‧箭頭
402‧‧‧邊界
404‧‧‧箭頭
502‧‧‧圓圈
504‧‧‧圓圈
602‧‧‧波峰
702‧‧‧場
704‧‧‧度量衡目標/第一子集/第一目標
706‧‧‧介入目標
A‧‧‧狀況
AP‧‧‧信號
B‧‧‧狀況
C‧‧‧狀況
CP‧‧‧收集路徑
CTRL‧‧‧控制器
D‧‧‧狀況
I‧‧‧入射角/照明/入射射線
IP‧‧‧照明路徑
MA‧‧‧圖案化器件/倍縮光罩
O‧‧‧光軸/軸線
PU‧‧‧影像處理器及控制器
R‧‧‧配方資訊
S‧‧‧光點
SCS‧‧‧監督控制系統
S20‧‧‧步驟
S21‧‧‧步驟
S22‧‧‧步驟
S22a‧‧‧步驟
S22b‧‧‧步驟
S23‧‧‧步驟
S24‧‧‧步驟
T‧‧‧目標光柵結構/度量衡目標光柵
T'‧‧‧影像
T'(+1a)‧‧‧影像
T'(-1b)‧‧‧影像
W‧‧‧基板
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線

現在將參考隨附圖式而作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1描繪微影裝置連同形成用於半導體器件之生產設施的其他裝置；圖2示意性地說明(a)根據本發明之一些實施例的經調適以執行角度解析散射量測及暗場成像檢測方法之檢測裝置，及(b)由圖2之裝置中之目標光柵進行入射輻射之繞射的放大細節；圖3說明量測信號品質與輻射波長之間的關係中之可變程序相依性之問題；圖4 (包含圖4之(a)至圖4之(d))說明量測信號品質與輻射之角度分佈(照明剖面)之間的關係中之可變程序相依性之問題；圖5說明在使用本發明之一實施例中的照明條件之三個變體來獲得量測信號時可獲得的四種狀況；圖6 (包含圖6之(a)及圖6之(b))說明選擇三個輻射光譜待用作本發明之一實施例中之變動的實例；圖7說明橫越實例基板之最佳照明條件之變化；及圖8為使用圖3至圖7之原理來控制微影程序之方法的流程圖。

302‧‧‧實曲線/信號品質曲線

602‧‧‧波峰

Claims

一種量測一或多個基板上之藉由一微影程序而形成的複數個結構之一屬性之方法，其中每一結構之該屬性之一量測係至少部分地自在照明條件之一給定集合下在由該結構散射之後所收集的輻射導出，其中針對照明條件之一給定集合，針對該等結構中之不同結構之該量測的準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化影響，且其中使用在該等照明條件之兩個或多於兩個變體下所收集之輻射來執行該方法，且針對該等結構中之不同結構，使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集的輻射來導出該屬性之該量測。
如請求項1之方法，其中針對該等結構之至少一子集，使用該等照明條件之變體之一共同集合而自每一結構收集輻射，且用於導出該量測之變體之該選擇或組合係在收集該輻射之後予以執行。
如請求項1或2之方法，其中該輻射為窄頻帶輻射，且該兩個或多於兩個變體包括實質上不重疊之輻射之至少兩個不同光譜波峰。
如請求項1或2之方法，其中該輻射具有一非均勻角度分佈，且其中該角度分佈在該兩個或多於兩個變體之間變化。
如請求項1或2之方法，其中一焦點設定在該等變體中之兩者或多於兩者之間變化。
如請求項1或2之方法，其中針對該等照明條件之至少一個特性，變體之該選擇或組合包含選擇用於導出該量測之一單一最佳變體。
如請求項1或2之方法，其中針對該等照明條件之至少一個特性，變體之該選擇或組合包含用於導出該量測之變體之一加權組合。
如請求項1或2之方法，其中該等照明條件之至少一個特性係由一可變參數表示，該兩個或多於兩個變體係由該參數之變體值定義。
如請求項1或2之方法，其進一步包含基於針對該等結構中之一或多者之該屬性之該等量測而計算該微影程序之一效能參數。
一種用於量測一或多個基板上之藉由一微影程序而形成的複數個結構之一屬性之檢測裝置，該裝置包含一照明光學系統、一收集光學系統及一處理系統，該處理系統經配置以至少部分地自由該收集光學系統在由該照明光學系統建立之照明條件之一或多個集合下在由該結構散射之後所收集的輻射導出，其中針對照明條件之一給定集合，針對該等結構中之不同結構之該量測的準確度受到橫越該基板及/或基板之間的程序變化影響，其中該照明系統及該收集系統經配置以在該等照明條件之兩個或多於兩個變體下收集由複數個結構散射之輻射，且其中該處理系統經配置以針對該等結構中之不同結構使用在該等變體之一不同選擇或組合下所收集的輻射來導出該屬性之該量測。
如請求項10之裝置，其中針對該等結構之至少一子集，使用該等照明條件之變體之一共同集合而自每一結構收集輻射，且用於導出該量測之變體之該選擇或組合係在收集該輻射之後予以執行。
如請求項10或11之裝置，其中該照明系統經配置以將該輻射提供為窄頻帶輻射，且該兩個或多於兩個變體包括實質上不重疊之輻射之至少兩個不同光譜波峰。
一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一可程式化處理器件在如請求項1至9中任一項之方法中導出複數個結構之一屬性之一量測。
一種微影系統，其包含：一微影裝置，其包含：一照明光學系統，其經配置以照明一圖案；一投影光學系統，其經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；及一如請求項10至12中任一項之檢測裝置，其中該微影裝置經配置以使用來自該檢測裝置之量測結果以將該圖案施加至另外基板。
一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案施加至一系列基板，該方法包括：使用一如請求項1至9中任一項之方法來量測作為該器件圖案之部分或除了該器件圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的一或多個結構處之一或多個屬性；及根據該量測之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。